基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的能量均衡路由算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)通信、信息技術(shù)的日新月異，無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。ZigBee技術(shù)作為新興的專(zhuān)為無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，基于IEEE802.15.4無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小、傳輸速率快、能耗低等特點(diǎn)，逐漸取代了傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、移動(dòng)通信以及數(shù)字智能家居等鄰域中的地位，成為目前國(guó)內(nèi)外各大通信公司以及學(xué)者研究的“熱點(diǎn)”之一。但是，由于ZigBee技術(shù)剛剛起步，許多理論體系還未成熟，再加上其硬

2、件系統(tǒng)的復(fù)雜性，致使許多研究人員將目光放到了ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層上，對(duì)路由算法進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，從而解決ZigBee技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的網(wǎng)絡(luò)能量不均衡、網(wǎng)絡(luò)易癱瘓等問(wèn)題。因此，如何盡可能的均衡網(wǎng)絡(luò)能量負(fù)載，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期成為目前ZigBee協(xié)議研究的重要課題之一。
　　本文綜合考慮單個(gè)節(jié)點(diǎn)生存周期和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能量消耗，提出了一種基于權(quán)值分簇的ZigBee能量均衡路由算法。通過(guò)定義節(jié)點(diǎn)能量水平以及節(jié)點(diǎn)權(quán)值，建立一種基于權(quán)值的分簇機(jī)

3、制，避免單個(gè)節(jié)點(diǎn)的不必要能量消耗和死亡。在數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制方面，為避免產(chǎn)生大量冗余的RREQ分組，規(guī)定只有簇首才能廣播RREQ報(bào)文，通過(guò)限制RREQ洪泛方向，避免大量冗余RREQ分組產(chǎn)生。在簇首輪換上，引入節(jié)點(diǎn)相似度概念，簇首在簇內(nèi)選擇與自己相似度大的FFD鄰居節(jié)點(diǎn)擔(dān)當(dāng)替補(bǔ)簇首，從而盡可能減小網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，避免重新分簇帶來(lái)的額外能耗。路由修復(fù)過(guò)程中，根據(jù)失效鏈路兩端節(jié)點(diǎn)關(guān)系選擇不同的路由修復(fù)策略?；贜S2網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)